Teoria de Aparafusamento
Funções dos Parafusos
e Porcas
Prendedores rosqueados são
utilizados na indústria para proteger
os produtos alinhados em tubulações,
dos movimentos pesados de terra,
de guindastes para pontes e muitos
outros. Sua função principal é criar
uma força de fixação através da
junta, que é capaz de sustentar as
condições de operação sem afrouxar.
Lei de Física de Hooke
Amplitude de
Elasticidade
Comportamento dos
Parafusos e Porcas
Falha do
Parafuso
Amplitude de
Plasticidade
Capacidade máxima
do ponto de tensão
Ponto de tensão
Tensão
Teste de Carga
Elasticidade é definida pela Lei de
Física de Hooke: A tensão em um
parafuso é diretamente proporcional
á sua força. A força de tensão
em um parafuso é uma amplitude
de elasticidade e uma amplitude
de plasticidade. Na amplitude
de elasticidade, a Lei de Hooke é
verdadeira.
Todo o alongamento aplicado dentro
da amplitude de elasticidade é
aliviado quando a carga é removida. A
quantidade de alongamento aumenta
quando mais carga é aplicada. Quando
um parafuso é tensionado além de seu
teste de carga (carga máxima sob a
qual um parafuso se comportará de
forma elástica), o alongamento elástico
muda para deformação plástica e a força
não mais será proporcional à tensão.
Pré carga uniforme (carga residual)
Aperto Inferior
Aperto Superior
1. Parafuso se solta devido aos ciclos de
vibração da carga.
2. Danos na superfície da face de vedação.
3. Sem compressão.
4. Rachadura.
5. Rotação de Flange.
6. Produção de parafusos.
7. Excesso de compressão da gaxeta.
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Parafusos apertados corretamente
fazem uso de suas propriedades
elásticas, para trabalhar bem, eles
devem se comportar como molas.
Quando a carga é aplicada, o
parafuso se distende e tenta voltar
a seu comprimento original. Isto
cria força compressiva através
das partes da junta.
Na deformação plástica, uma parte
do alongamento permanecerá depois
que a carga for removida. O ponto em
que este alongamento permanente
ocorre é chamado de limitador de
carga. Aplicação de mais carga leva o
parafuso a um ponto onde ele começa
a falhar, e isto é chamado de ultimate
tensile strength (UTS) (capacidade
máxima do ponto de extensão).
Neste ponto UTS, caso força
adicional for aplicada ao parafuso,
este continuará a se alongar até que,
finalmente, quebre. O ponto em que o
parafuso quebra é chamado de ponto
de tensão.
Deve-se prestar muita atenção ao grau
do parafuso que está sendo usado,
uma vez que os graus dos parafusos
diferem na amplitude de elasticidade.
Pré Carga
O objetivo principal de um parafuso
e uma porca é manter as partes
fixadas, com a força correta para
evitar afrouxamento durante a
operação. O termo pré carga se refere
ao carregamento em um parafuso
imediatamente após ter sido apertado.
Cargas desniveladas no parafuso
podem resultar em:
• Alguns parafusos se soltam
enquanto outros ficam
sobrecarregados.
• Esmagamento da gaxeta em um
lado, vazamento no outro lado.
A quantidade de pré carga (carga
residual) é crítica, uma vez que a junta
pode falhar se a carga no parafuso
é muito alta, muito baixa ou não
uniforme em cada parafuso.
Pré carga é normalmente ditada
pelo projeto da junta, (veja Enerpac
Integridade de Juntas Aparafusadas)
para informações sobre tipos comuns
de juntas, ou entre em contato com
seu representante local.
www.enerpac.com
Teoria de Aparafusamento
Métodos de Aperto
Existem, principalmente, duas formas de aperto: “Sem Controle” e “Controlado.”
Aperto Sem Controle
Utiliza equipamento e/ou
procedimentos que não podem
ser mensurados. Pré carga é
aplicada a uma montagem de
parafuso e porca, usando martelo
e chave de boca ou outros tipos de
ferramentas de impacto.
Aperto Controlado
Emprega equipamento
mensurado e calibrado, segue
os procedimentos prescritos
e é realizado por pessoal
treinado. Existem duas técnicas
principais: Aperto por Torque e
Tensionamento de Parafuso.
1) Aperto por torque – Alcança
a pré carga na montagem de
parafuso e porca, através da
porca, usando uma ferramenta
de maneira controlada
2) Tensionamento do Parafuso
– Alcança a pré carga na
montagem de parafuso e porca,
tensionando o parafuso em
seu eixo, com o uso de uma
ferramenta.
Vantagens do Aperto Controlado
Cargas conhecidas, controladas e
precisas no parafuso
Procedimentos recomendados para
uma operação com segurança
Emprega ferramentas com saída
controlável, e adota cálculos para
determinar os ajustes das ferramentas
necessárias.
Elimina as atividades perigosas do
aperto manual não controlado e exige
que os operadores sejam qualificados
e sigam os procedimentos.
Uniformidade de carga no parafuso
Especialmente importante em juntas
com gaxetas, uma vez que uma
compressão consistente e equilibrada
é necessária para que a gaxeta se
torne eficiente.
Reduz o tempo de operação,
resultando em maior produtividade
Reduz o tempo de aperto e a fadiga
do operador, pela substituição
do esforço manual com o uso de
ferramental controlado.
Resultados repetitivos e confiáveis
Com o uso de equipamento calibrado
e testado, seguindo os procedimentos
e empregando operadores qualificados
são alcançados resultados conhecidos
e consistentes.
Resultados certos na primeira vez
Muitas das incertezas na vizinhança
do trabalho com juntas são removidas
quando a montagem e o aperto
corretos de juntas são executados pela
primeira vez.
"Bolting Integrity Software"
(“Software de Totalidade de
Aparafusamento”)
Uma solução completa de software
on-line para Integridade de Juntas Aparafusadas.
Bancos de dados guardam informações para:
• Juntas flangeadas BS1560, MSS SP44,
API 6A e 17D
• Materiais e configurações de gaxetas comuns
• Faixa completa de materiais dos parafusos
• Faixa completa de lubrificantes
• Equipamento de Aparafusamento Controlado
Enerpac incluindo: Multiplicadores de Torque,
Torquímetros Hidráulicos e ferramentas de
tensionamento de Parafusos.
Informações do Cliente sobre Juntas também
podem ser incluídas.
O "software" oferece seleção de Ferramenta,
Cálculos para Carga do Parafuso, e ajustes de
Pressão da Ferramenta, assim como, Banco
de Dados combinado de Aplicações e relatório
conclusivo sobre juntas.
Visite www.enerpac.com para acessar, gratuitamente “on-line”, nosso
suporte técnico de aplicações e obter informações para escolha de
ferramentas, cálculos de carga para aparafusamento e ajuste de pressão
da ferramenta. Uma planilha de aplicações combinadas e relatórios
conclusivos sobre juntas também estão disponíveis.
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